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《PLoS生物學》:如何用透射電子顯微鏡描繪神經回路

 
關鍵詞:電子顯微鏡 動物視網膜
2009-4-15     來源:搜狐科學
    
   據美國《連線》雜志報道,美國編碼人員和神經學家正聯手繪制出兔眼的超顯微圖像,此圖像涉及每一個細胞,其大小可達20萬億字節。通過比較正常與損壞視網膜的圖像,科學家從而揭示導致失明的原因,或許從中能找到治愈損傷眼睛的好辦法。
   這是一項偉大的創新工程,得借助專業軟件、電子顯微鏡和特別鋒利的刀才能完成。如果一切順利,該科研組將成為第一個制作出哺乳動物眼睛的神經回路圖。
   羅伯特·馬克領導的科學家小組希望分享他們的技藝。在最新出版的《公共科學圖書館·生物學》(PLoS Biology)雜志上,他們羅列了用特殊工具繪制感覺器官圖并用特殊工具收集數據的方法。這個軟件是免費的,最終將收入大量的數據,從而使它成為一種網絡應用。下面是這些視覺探索家所利用的工具以及他們所制作的一些非常令人震驚的圖片。
 
    1、老鼠視網膜的神經回路

  馬克的科研小組目前正在繪制兔子眼睛的顯微圖,但先前他們是用老鼠做的實驗。如圖所示:這個老鼠的視網膜包含70多種神經細胞。研究人員利用三種抗體給它們染色,以便確定每一種細胞能感受到什么。
 
  2、超薄切片機
 

  神經學家為了準備各種組織樣本進行電子顯微鏡掃描,他們先用防腐劑戊二醛浸泡這些組織,然后再用一種固體樹脂取代組織里的水份。這個過程跟“人體世界”展覽上的干尸制作過程類似。等樹脂成型后,研究人員用Leica超薄切片機把這些組織切成厚度僅為70納米的薄片。超薄切片機是一種非常鋒利的刀子,它能把物體切成比可見光最小波長還要細的薄片。
  3、透射電子顯微鏡

  微軟公司工程師詹姆斯·安德森是一位神經學研究生,他可以讓透射電子顯微鏡每天拍攝3000張高度放大的照片。
 
  4、掃描樣本

  三個組織樣本放在此電子顯微鏡的基座上,每一個樣本已經被掃描一千多次,以制作成30GB大的圖像。經電子束照射幾個小時后,這些組織樣本由新鮮顏色變成了黃色,甚至從幻燈片上還能看到這些圓形燒傷印。這些印記表明此30GB圖像的中心在哪里。
(子妍)
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